科学家开发非接触式温度计,测量误差小于2℃,
日期:2024-12-26 14:55 浏览:
起源:DeepTech深科技克日,美国休斯顿年夜学包吉明教学跟团队基于光催化中热效应与非热效应(热电子)面对的热门成绩,提出一种正确且存在适用性的温度丈量技巧。详细而言,他们报道了一种经由过程光谱仪丈量催化剂近红外发射光谱,并对 950-1600nm 范畴内的光谱停止拟合,从而失掉名义温度的非打仗式光学技巧。这是一种基于持续光谱丈量的新方式,可能在不依附物体发射率的情形下,供给精准的非打仗式温度丈量技巧,丈量偏差小于 2℃,可能改良传统的红外热成像技巧。本次技巧战胜了传统红外热像仪跟温度计因未知发射率带来的丈量禁绝确的成绩,并提醒出在强光照耀下,光热催化剂的名义温度远高于埋置热电偶所测得的温度。(起源:Device)这项技巧的上风在于它不依附单一的黑体发射强度,因而躲避了温度依附发射率及红外摄像机或温度计罕见的偏差成绩。近红外温度计在 200°C 及以上时,可实现 1°C 的精度。以 MgO/Al2O3 粉末名义的 Ru-Cu 等离子体纳米粒子作为参考光热催化剂,在 10 W/cm² 光照下,近红外温度计检测到名义与其下方 100μm 处的温差超越 200°C。本次技巧经由过程应用全光谱的持续光谱,而非单一波长或狭小波段,可能供给更为准确的温度丈量。经由过程将收罗的光谱与幻想的黑体辐射公式拟合,并应用简略的校准步调,无效地打消了对温度跟波长相干发射率的依附。温度相干的发射率曾经包括在参数 E 中,波长相干的发射率则经由过程校准中归一化的光谱呼应来处理。该技巧的无效性,也经由过程丈量加热进程中的温度(偏差小于 2℃)及激光加热下催化剂粉末名义温度梯度失掉了验证。近红外光谱仪经由过程光纤网络热目的的辐射,数据由盘算机记载,并经由过程体系校准的光谱呼应停止归一化处置,终极拟合以断定温度。研讨职员信任该技巧在须要准确名义温度丈量的利用场景中,尤其是光热催化范畴,存在主要的利用代价。这项新技巧无望在光热反映中实现催化剂名义温度的精准丈量,从而处理相干争议并更好地量化热电子的奉献。光纤耦合近红外温度计将成为在恶劣情况下,或高精度丈量前提下停止准确温度检测的主要东西。因为光纤尖端尺寸小,无论能否附加聚焦光学器件,经由过程扫描光纤尖端能够便利地取得二维空间的温度散布。而本次方式扩大了传统的单波长或多光谱处置,基于近红外持续全光谱拟合,为验证跟懂得光热反映中的非热效应供给了无力的东西,同时也为其余须要准确高名义温度丈量的范畴供给懂得决计划。光热催化研讨将可能普遍利用这一技巧。同时,不只限于光催化范畴,本次技巧还将在任何须要非打仗式正确温度丈量的场景中施展感化,比方 3D 打印、炼铁跟动员机温度监控等。别的,该技巧的背地道理也存在普遍的利用潜力,经由过程调换差别探测器如长波探测器,该技巧无望扩大至高温丈量,照实现室温及以上的温度检测。日前,相干论文以《非打仗式温度计,用于应用近红外黑体辐射光谱丈量光热催化剂的名义温度》(Non-contact thermometer for measuring surface temperature of photothermal catalysts using near-infrared black-body radiation spectrum)为题发在 Device[1],梅拉巴·奇罗姆(MeirabaChirom)是第一作者,包吉明担负通信作者。图 | 相干论文(起源:Device)总的来说,本次技巧的凸起亮点包含冲破了单波长跟多光谱测温的范围性;经由过程轻便的校准步调,打消了波长跟温度相干发射率对丈量的影响;可能在广阔的温度范畴内实现精准的温度丈量;同时,提醒了催化剂粉末在激光加热进程中存在明显的温度梯度。研讨职员表现在光的照耀下,红外拍照机显明低估了光热催化剂的名义温度。这种近红外温度计的道理能够扩大到更长的波长,以便能够笼罩较低的温度。因而,他们会持续深刻研讨这种热电子驱动催化反映,比方在 CO2 加氢、氨分解或剖析以及甲烷干重整等反映中(这些都是须要显明电荷转移的年夜范围产业热反映)。然而由于催化剂的温度丈量可能存在很年夜的不断定性,以是禁绝确的反映温度将招致过错的活化能。基于此,他们将依据本次技巧针对光催化反映停止更深刻的研讨。参考材料:1.Chirom, M., Qin, C., Lin, F., Lim, A., Baldelli, S., Robles-Hernandez, F., ... & Bao, J. (2024). Non-contact thermometer for measuring surface temperature of photothermal catalysts using near-infrared black-body radiation spectrum.Device, 2(9).经营/排版:何晨龙01/ 迷信家打造干式剥离光刻技巧,兼包容米至晶圆级多工艺场景,聚焦湿法光刻技巧情况传染及工艺不兼容困难
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